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2017第十届“认证杯”数学中国数学建模网络挑战赛第一阶段赛题发布:无体力赛题下载地址:www.tzmcm.cn
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4 U2 t1 v2 v5 x7 k) c4 X2 x* ?1 a
+ {/ T8 }7 }1 U5 a2 T
9 \ v+ Z7 l1 }1 c, ?A题 安全的后视镜3 c5 ?, E/ W1 ?4 g
汽车后视镜的视野对行车安全非常重要. 一般来说, 汽车的后视镜需要有: {/ ~* c/ T- I( r+ S' f$ H
良好的视野范围, 以便驾驶员能够全面地了解车后方的道路情况. 同时, 后视
7 d7 ^( b& T Z9 s+ u镜也要使图像的畸变尽可能小, 以使驾驶员能够准确地判断距离.! w9 o3 y; N6 h* h7 Z
如果汽车的后视镜使用平面镜, 图像没有畸变, 对距离的判断十分准确.
- g* S5 B6 V& P* l& i6 ]4 u但是当镜面大小受限时, 视野相对较小. 如果使用凸面镜, 可以以较小的镜面
% r+ J" I! D4 B D+ G获得更加宽广的视野, 但是图像存在畸变, 很难准确判断镜中物体与自己的
3 J& D0 S; g) Q距离. 有的镜面是由平面镜和凸面镜拼合在一起组成, 意图兼顾两者的优点.* R' j4 q0 f* T8 r7 t; W. v* G) o
但事实上, 驾驶员在观察后视镜时, 两者很难同时看清. 较受欢迎的做法是构. h* k$ T3 Y# C& ^/ E0 u
造一个变曲率的后视镜, 使后视镜可以兼顾两者的优点, 也降低了观察和距, i' z( p* p8 u. a, W0 `
离判断上的难度. 目前市场上有售不同设计的变曲率后视镜. 最常见的是一4 t6 u, V5 G9 ~4 A _# o
种双曲率后视镜, 内侧接近平面镜, 外侧则是一个凸面镜, 在它们之间进行了
1 T( r! N; u& G8 x平滑的过渡. 图 1 是两个例子, 为了便于驾驶员对距离进行判断, 镜中由虚线; H Q: R9 d( @0 X, Z
或细实线示意了不同曲率的镜面间的分界线. 它们的具体设计有所区别, 性/ F# ^4 b$ I% q* i/ s% t9 u. x1 S
能也会有所不同.
( Q" R I* r5 v1 ?3 l, a第一阶段问题: 对典型的小型家用轿车而言, 共有三面后视镜, 左右车门的
% j7 z* a% K9 N2 t1 H外侧各装一面外后视镜, 车内正中还有一面内后视镜. 假设两面外后视镜都0 P- m H) t, y2 H! Y' [2 h- g4 u! b
设计成如图 1 所示的双曲率后视镜, 请你建立相应的数学模型, 对外后视镜
- {/ @* f0 E0 G# O% b( p给出优化的设计方案, 包括镜面的曲面外形以及分界示意线的位置. 并以一
2 R0 k( y+ x8 z# w7 e种现有的轿车为例 (可自选), 给出具体的计算结果, 镜面的轮廓可以沿用现有
$ G! h' \$ n7 L) U3 Z, e O的设计. 由于我们只做理论上的研究, 所以在设计时暂不需要考虑和遵循相
5 K, P9 P2 `# _应的国家标准.3 {( I( ?/ \! x0 E$ I. p9 y5 A
1
O Q3 m* T2 G" x) f; n图 1: 变曲率后视镜的例子
, X6 g# H' D. W* ?: Q! ~7 }" J( s0 Z* ]; H/ T j
; U) J& n" t/ s! l! Q3 hB题 岁月的印记
/ E" }1 r2 n% `6 j1 ^6 R对同一个人来说, 如果没有过改变面容的疾病、面部外伤或外科手术等经/ n# S( G$ Y( L% R
历, 年轻和年老时的面容总有很大的相似性. 人们在生活中也往往能够分辨5 s9 i& F$ _7 ]1 |/ ~( F8 w2 L
出来两张不同年龄段的照片是不是同一个人. 当然, 年龄段相差越大, 识别起" y4 I8 B0 @1 H6 |; E8 F
来也就越困难.
4 x9 B4 B6 T( q/ w( `- K, ]第一阶段问题: 请你建立合理的数学模型, 当我们给出两张不同年龄段的面( u4 y5 q; M' D: h) x3 L! W% J
部照片时, 可以通过算法来自动识别是不是同一个人. 为简单起见, 我们可以
3 b; S- a' }- q& [假设两张照片都是标准位置和标准光线下拍摄的, 例如都是一寸证件照.
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8 j8 R2 E# ^7 z* o+ `C题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?
7 I8 n: j2 e+ C* \: ~7 B2017 年的全国硕士研究生招生考试共有 201 万人报名参加,比去年增加+ S; M, ?( ~4 @" g7 i' E
了 24 万名考生,增加 13.56%。看起来新一轮的考研热潮即将到来,而考研教
- a& n2 \$ x) ^* ~' h/ b学和培训的市场也发生了巨大的变化。移动互联网时代的到来,使得许多考
7 K5 a/ D5 I% [* @研教学活动转移到了手机等移动互联网平台。现在的线上学习市场中,纷纷$ _2 Q1 I# U& b% o
涌现了依托于移动互联网的产品,如教学 app,手机题库,单词本,错题本或; D% I& G$ V1 Z( K0 }
依托于现有移动端视频平台的直播课程等。移动端产品的使用人数较 PC 端
* ~7 m. P7 V& h更高,使用时长更长。国内某知名考研网站为了深入了解移动端考研产品的
8 Q4 A* S, {' S3 B" b( _% n市场占有率和发展趋势,开展了网上问卷调查,问卷格式如附件 1 所示。共收
9 G7 E/ m! f ~5 j; ]: f集有效问卷 38182 份,我们从中随机抽取出 10000 份样本形成了附件 2。请) U4 e0 S5 V: \( n+ u! F& A: L* X
你建立合理的数学模型解决如下问题。
4 y, H0 |* ?, B0 S' I; R3 h第一阶段问题:
( ~" I+ ~! e4 ]$ d8 R1 y! q L1. 请依据附件 2 中的数据进行数据挖掘,找出影响移动端考研产品发展8 G- q$ a! w! G5 s- K+ [5 u6 j
的主要因素。3 @* t% P P5 W. P6 v7 c; }
2. 请估计移动端考研产品的合理价格区间,预测移动端考研产品的潜在9 I6 D) W" h6 P9 H
市场占有率。
1 E) c7 Z7 c/ l5 w0 y% h* F7 B5 O3. 请选择一个高校相对较多的城市作为研究对象,充分考虑经济、社会# p0 Q: g' f9 @. L
情况和考研教育的特点,评价移动端考研产品投放的可行性。+ p/ d1 V, S5 Y2 F% |
; d3 U4 y8 q% X- \1 ]) ]: a
D题 教室的合理设计; ^" |* h: O! r# Z3 a) a% C) s* p
(本题仅限中学组和专科组选用)6 L! j# \2 y1 O' e+ X2 k
某培训机构租用了一块如图一所示的场地,由于该机构开设了多种门类( a, `- X$ R, S) F9 j, v
的课程,所以需要将这块场地通过加入一些隔墙来分割为多个独立的教室和
+ T2 Z) |4 a. Z, J" v+ k活动区。请你建立有效的数学模型,为该机构完成合理的教室设计。对设计1 f( @3 J! W4 u8 e5 [& w
分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。
& r2 m% @. _* K/ |- Q8 _第一阶段问题:
& ~. c O; |7 W6 b2 S. e8 E! Y1. 需要分割出 4 个能容纳至少 30 个座位的教室,2 个能容纳至少 4 个
1 ~2 ~; T, T. T6 s/ y" a; V座位的接待室,不少于 10 平方米的储物空间,不少于 10 平方米的休息区,不6 G1 C0 @$ ~1 l4 X
少于 5 平方米的前台接待区。教室之间,教室与接待室之间的出入不能相互& P; Z$ P7 K# f* X5 c
影响。假定每个座位占用的空间为 0.8 平方米,每个教室的第一排和黑板之% {' O; r) b7 _7 |* N. r, u
间的距离不能小于 1.5 米。门的开关需要占用 0.6 平方米。为了简单起见,在
L; ?" \- Z) Z( R' p: v" w$ {设计中可以忽略墙占用的面积。2 `& y& h: v* |5 S
2. 在要求 1 的基础之上,考虑让教室能容纳的座位数尽可能的多。
! ^0 M7 g( _- C, I* z0 u3. 在要求 1 的基础之上,考虑分割出尽可能多的能容纳 30 个座位的教- q- V# U: M4 k E2 I: k
室。1 N; s: I0 \6 X% R7 Q8 @* l
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6 S) r; Q: F; u" E4 J' S# H
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